生物有機肥替代化肥對作物產量品質的影響分析

宋銀桂

摘 要：生物有機肥替代化肥是我國深入開展化肥零增長行動，加快發展綠色、環保農業的必然舉措。研究生物有機肥的適宜替代率是當下首要考慮的問題。據此，本文通過以“番茄1304”為研究對象，施放不同比例的有機肥料替代化學肥料進行分組試驗，采用觀察、記錄、分析等手段，研究其對產量、質量、土壤相關性和生物特性等方面的影響，從而提供理論依據并為農作物合理施肥提供可參考文獻和技術支持。

關鍵詞：有機肥替代化肥;產量;品質;土壤養分;生物學特性

中圖分類號：S-3 ? ? ? 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200330011

近年來，許多學者、科研機構、農業工作者等在土壤的肥力、谷物收獲量產和農產品質量等方面不斷地進行深入研究，也取得了不少成就。尤其是在執行對生物有機肥料代替化學肥料的作用的廣泛應用和詳細研究。肥料的應用是保證谷物收獲量的重要舉措，并且在莊稼成長過程中十分重要，一直以來化肥的使用量都被誤認為是增產法碼，然而事實并非如此。濫用不但會得不到增產，反而會給食用者帶來危害，以及周圍的生態環境帶來破壞性影響。所以需要進一步研究生物有機肥替代化肥，通過定位試驗，一定的生物有機肥替代量的應用不但不會減少農作物的收獲量和質量，而且能夠改進作物的產量、質量、土壤養分和生物學特性等。

1 研究目的和意義

肥料在促進農業生產、改進谷物收獲量和質量中十分重要，但不科學地應用肥料的問題也成為了越來越明顯的跡象，造成生產成本的上升，耕種的土地板結、土壤酸化等問題，而且導致環境污染。濫用化學肥料在農業生產中已成為習慣，對有機肥料和生物有機肥等其它肥料不重視等，導致農業生產成本費用不斷上升，生態效率低等問題暴露，從而減弱農業競爭性。2015年，我國農業部提出了化肥零增長行動，并在《到2020年化肥使用量零增長行動方案》中提出了“精、調、改、替”4條技術路徑，其中的“替”就是生物有機肥替代化肥。具體是指通過合理利用有機養分資源，用生物有機肥替代部分化肥，實現有機無機相結合，提升耕地基礎地力[2]。2017年初農業部又制定了《開展果菜茶生物有機肥替代化肥行動方案》，深入開展化肥使用量零增長行動，加快推進農業綠色發展[1]。

有機無機肥料的種植占比一直作為指導我國農業生產的指導方針。研究表明，1980—2019年，我國生物有機肥施用比例從總施肥的80%下降到10%，化肥長期單一或過度施用將導致SOM含量降低，土地質量降低，土壤生物特性越來越不穩定。所以，合理利用生物有機肥料資源，提高農業有機廢棄物的利用率，對提高農業有機廢棄物的利用率和如何優質高效種植農作物具有重要意義[2]。

針對減少化學肥料使用數量，增加生物有機肥的施用，是提高農業作物品質的重要措施。然而，生物有機肥和無機肥的比例理論基礎不多，僅是有限的參考文獻，所以研究生物有機肥施放占比已成為當下農業產業發展的一個重要科技問題。為了提高肥料利用率，達到減重效率的目的，減少化肥投入過多造成的地表污染等問題，建議對生物有機肥進行施肥試驗。本試驗旨在研究生物有機肥部分替代化肥后，對番茄產量的影響，初步探索生物有機肥替代化肥下的番茄種植，最合適施用的生物有機肥占比，為下一步生物有機肥替代化肥種植番茄提供初步理論依據。

2 材料與方法

2.1 試驗概況

試驗安排在合德鎮鳳凰園區鹽城中農國業農業科技股份有限公司7號蔬菜大棚內，田塊平整，肥力均勻，本試驗從2018年12月底—2019年7月[3]。

2.2 供試作物

番茄，品種為1304。

2.3 供試肥料

市售化肥，商品生物有機肥由縣耕地質量保護站提供。

2.4 試驗設計

生物有機肥做基肥全層撒施，翻耕入土，追肥使用（20-20-20）水溶肥。生物有機肥中氮磷鉀總養分含量按5%計。肥料折純見表1。

2.5 小區劃分

每個小區面積24m2，每4個不同的處理為1組，進行3個重復。每個處理種植2行，行距在50cm左右，株距40cm左右，每行種植20顆左右，同一處理中的2行由同一根輸液管道進行肥料釋放，保證處理施肥的準確性[4] 。

2.6 試驗記載

2.6.1 追肥時間

第1次追肥在4月20日;第2次追肥在4月30日;第3次追肥在5月15日;第4次追肥在5月30日;第5次追肥在6月15日。

2.6.2 定植時間

2019年3月12日定植，株距40cm，行距50cm，每個處理2壟，每壟種植2行，每行20～21株[5]。

3 結果分析

3.1 果重、含糖量

通過對4組：不施肥、100%化肥、30%代替、60%代替的番茄作物，每組8株進行培植，并作詳細的2次果重、含糖量記錄統籌分析。不施肥組，掛果上限8個，平均果重249.73g，縱徑5.490～7.424cm，橫徑7.160～9.986cm，縱橫比總平均值0.789，含糖量總平均值3.6。100%化肥組，掛果上限8個，平均果重270.40g，縱徑5.520～7.770cm，橫徑6.982～9.860cm，縱橫比總平均值0.796，含糖量總平均值4.3。30%替代組，掛果上限8個，平均果重243.23g，縱徑5.280～6.930cm，橫徑7.150～9.352cm，縱橫比總平均值0.785，含糖量總平均值4.3。60%替代組，掛果上限9個，平均果重236.35g，縱徑5.500～7.240cm，橫徑7.158～8.670cm，縱橫比總平均值0.799，含糖量總平均值4.5。所有數值類比后表明，60%替代的果形、果重和含糖量是最高的，不施肥區最低。結果表明生物有機肥料替代化學肥料的可行性，在沒有明顯收獲差異產生下，選用生物有機肥料以一定的配比替代常規化學肥料，能大大減少種植的成本。可以看出，生物有機肥料替代化學肥料在改善農民的經濟效益方面有不可忽視作用。

3.2 土壤相關性分析

綜合分析土壤養分之間的相關性，土壤微生物數量、微生物生物量和土壤酶活性的發現，SOM與AK、MBC、MBN、ACT、NAG及PER活性呈顯著或極著正相關關系，與AN呈極顯著負相關關系;AP與PPO和AKP呈極顯著正相關關系;AK與MBC、MBN、BAC、PER存在極顯著相關關系;MBC、MBN與ACT、NAG、PER之間存在顯著或極顯著正相關關系;NAG、PER、PPO、AKP、pG之間也有顯著的正相關關系。經過深入的研究得知，土層中的養分存量、微生物的數量、土壤微生物生物量和土壤酶活性相互促進和協調，致使土層不斷地進行生化。生物有機肥料替代化學肥料的應用提高了土壤養分的含量，為微生物的分解提供了能量和基質，進而促進了土壤酶活性的提高，從而提供了良好的土壤酶活性。環境為土壤微生物的繁殖和生長提供了條件，為有機物的礦化和分解以及腐殖質的形成提供了條件，從而為農作物的土層生態系統提供了不可或缺的發展基礎[6]。

3.3 生物學特性分析

通過觀察MB、MBN表征土壤碳庫和氮庫。在這個實驗中，單化學肥料處理MBC、MBN處于最低水平，因為長期單施肥一方面使土壤C/N比降低，加速了土壤中原有機碳的分解，使有機碳的總積累率降低了30%;而觀察發現以生物有機肥60%替代化肥時，MBC、MBN有顯著改善，其中替代率60%時，MBC增加最多，達到209.88%，替代率30%時，MBN增加幅度最大，達到56.49%;試驗結果表明，有機肥替代肥料施用土壤生物質碳氮和微生物量有明顯提高[7]。

4 試驗結論

4.1 促進番茄生長

番茄使用生物有機肥替代化肥后，增加了土壤養分含量，滿足了番茄對養分的需求，生物有機肥替代化肥越高，番茄果重和果形數據越高，長勢較好。

4.2 改善品質

番茄使用生物有機肥替代化肥后，口感好，商品性好，番茄品質得到改善。

4.3 可適當減少化肥用量，繼續試驗

番茄使用生物有機肥替代60%化肥后，減少化肥使用量而不減產，施用生物有機肥可在適量的范圍內替代化肥用量，建議繼續增加小區試驗，增加替代量，驗證是否替代量越高，產量和糖分越高。

5 結束語

化肥的使用一直以來為農業創造了很高的社會聲譽，但其提供的產品質量并不一定是最好的，而且如何因材施放，已成為學術屆研究的重點話題。化學肥料在過度使用后會導致廣泛的地表土層污染，并且致農產品質量衰落，當合理使用生物有機肥料時，可改進谷物等農產品的收獲量和果品質量，且有效、平穩地改進土壤的肥力，保障收獲。所以，有必要執行生物有機肥料代替化學肥料的監視和測試。

進行番茄生物有機肥替代化肥試驗表明，生物有機肥替代化肥在改善果實品質的同時，并沒有過多影響產量，反而更加有效促進果樹成長，改進土壤微生物的數量，添增了微生物生物含量，并且土壤酶活性更強，是一項重要培肥土壤改方法，從而有效提升農業作的增產和果品質量等。試驗表明，利用生物有機肥料按比例替換化學肥料量的60%，能夠起到穩產能，增果品，改善土壤，減低成本的作用。所以，選擇生物有機肥和合理地應用配施在農業生產過程中特別重要。

針對生物有機化肥的參配量，并不是占比越高就越好，而需要區分不同的作物、土壤類型和土壤的生物強度等，進行最佳的比例來對化學機肥料進行替代。長期應用生物有機肥料，進一步改善土壤肥力、所占比例，合適的生物有機肥料的更換可能會發生效益變化，這有待更進一步研究和觀察。

參考文獻

[1] 杜春燕.有機肥替代化肥對果實產量、品質及土壤肥力的影響[D].咸陽：西北農林科技大學，2019.

[2] 國家農業部.到2020年化肥使用量零增長行動方案[Z].2017-12-11.

[3]FanMingsheng，Shen Jianbo，Yuan Lixing， Jiang Rongfeng， Chen Xinping， Davies William J，Zhang Fusuo.Improving crop productivity and resource use efficiency to ensureenvironmental quality in Chinas[J].Journal of experimental botany， 2018，63（1）：13-24.

[4] 曲成闖，陳效民，韓召強，張俊，黃春燕，劉云梅.生物有機肥對潮土物理性狀及微生物量碳、氮的影響[J].水土保持通報，2018，38（05）： 70-76.

[5]Ai C， Liang G， Sun J， et al. Responses of extra cellular enzyme activities and microbial community in both the rhizo sphere and bulk soil to long-term fertilization practices in a fluvo-aquic soi1[J].Geoderma， 2012（173）： 330-338.

[6]徐恒剛.中國鹽生植被及鹽漬化生態治理[M].北京：中國農業科學技術出版社，2015：5.

[7]孫三民.阿拉爾灌區鹽分淋洗規律及棉花秋澆定額的研究[D]. 咸陽：西北農林科技大學，2018.

（責任編輯 李媛媛）